基本電工儀表的使用與測(cè)量誤差的計(jì)算

1、基本電工儀表的使用與測(cè)量誤差的計(jì)算  一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#160;1.熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)上儀表的使用及布局；2.熟悉恒壓源與恒流源的使用及布局；3.掌握電壓表、電流表內(nèi)電阻的測(cè)量方法；4.掌握電工儀表測(cè)量誤差的計(jì)算方法。二實(shí)驗(yàn)原理通常，用電壓表和電流表測(cè)量電路中的電壓和電流，而電壓表和電流表都具有一定的內(nèi)阻，分別用RV和RA表示。如圖21所示，測(cè)量電阻R2兩端電壓U2時(shí)，電壓表與R2并聯(lián)，只有電壓表內(nèi)阻RV無(wú)窮大，才不會(huì)改變電路原來(lái)的狀態(tài)。如果測(cè)量電路的電流I，電流表串入電路，要想不改變電路原來(lái)的狀態(tài)，電流表的內(nèi)阻RA必須等于零，。但實(shí)際使用的電壓表和電流表一般都不能滿足上述要求，即它們

2、的內(nèi)阻不可能為無(wú)窮大或者為零，因此，當(dāng)儀表接入電路時(shí)都會(huì)使電路原來(lái)的狀態(tài)產(chǎn)生變化，使被測(cè)的讀數(shù)值與電路原來(lái)的實(shí)際值之間產(chǎn)生誤差，這種由于儀表內(nèi)阻引入的測(cè)量誤差，稱之為方法誤差。顯然，方法誤差值的大小與儀表本身內(nèi)阻值的大小密切相關(guān)，我們總是希望電壓表的內(nèi)阻越接近無(wú)窮大越好，而電流表的內(nèi)阻越接近零越好?？梢?jiàn)，儀表的內(nèi)阻是一個(gè)十分關(guān)注的參數(shù)。通常用下列方法測(cè)量?jī)x表的內(nèi)阻：1用分流法測(cè)量電流表的內(nèi)阻設(shè)被測(cè)電流表的內(nèi)阻為RA，滿量程電流為I，測(cè)試電路如圖22所示,首先斷開(kāi)開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流，使電流表指針達(dá)到滿偏轉(zhuǎn),即IIAI。然后合上開(kāi)關(guān)S, 并保持I值不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的指針指在

3、1/2滿量程位置，即 則電流表的內(nèi)阻。2用分壓法測(cè)量電壓表的內(nèi)阻設(shè)被測(cè)電壓表的內(nèi)阻為RV，滿量程電壓為U，測(cè)試電路如圖23所示,首先閉合開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)恒壓源的輸出電壓U，使電壓表指針達(dá)到滿偏轉(zhuǎn),即UUVU。然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S, 并保持U值不變,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電壓表的指針指在1/2滿量程位置，即則電壓表的內(nèi)阻。圖21電路中，由于電壓表的內(nèi)阻RV不為無(wú)窮大，在測(cè)量電壓時(shí)引入的方法誤差計(jì)算如下：,R2上的電壓為：,若R1=R2，則U2=U/2現(xiàn)用一內(nèi)阻RV的電壓表來(lái)測(cè)U2值，當(dāng)RV與R2并聯(lián)后，以此來(lái)代替上式的R2 ,則得絕對(duì)誤差為若，則得相對(duì)誤差本實(shí)驗(yàn)使用的電壓表和電流表采用實(shí)驗(yàn)一的表頭（1、160

4、）及其制作的電壓表（1V、10V）和電流表（1、10）。 三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1直流數(shù)字電壓表、直流數(shù)字電流表（EEL06組件或EEL系列主控制屏）2恒壓源（EEL、均含在主控制屏上，根據(jù)用戶的要求，可能有兩種配置（1）6 V（+5V），12V，030V可調(diào)或（2）雙路030V可調(diào)。）3恒流源（0500可調(diào)）4EEL23組件（含電阻箱、固定電阻，電位器）或EEL51組件5EEL30組件（含磁電式表頭1、160，倍壓電阻和分流電阻，電位器） 四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1根據(jù)分流法原理測(cè)定直流電流表1mA和10mA量程的內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路如圖2-2所示，其中R為電阻箱，用100、10、1三組串聯(lián)，

5、1mA電流表用表頭和電位器RP2串聯(lián)組成，10mA電流表由1mA電流表與分流電阻并聯(lián)而成（具體參數(shù)見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一），兩個(gè)電流表都需要與直流數(shù)字電流表串聯(lián)（采用20mA量程檔），由可調(diào)恒流源供電，調(diào)節(jié)電位器RP2校準(zhǔn)滿量程。實(shí)驗(yàn)電路中的電源用可調(diào)恒流源，測(cè)試內(nèi)容見(jiàn)表21，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表中。表21 電流表內(nèi)阻測(cè)量數(shù)據(jù)被測(cè)表量程（mA）S斷開(kāi)，調(diào)節(jié)恒源，使IIAI（mA）S閉合，調(diào)節(jié)電阻R，使IRIAI/2（mA）1. 1. R（）計(jì)算內(nèi)阻RA（）1    10     2根據(jù)分壓法原理測(cè)定直流電壓表1V和10V量程的內(nèi)阻

6、實(shí)驗(yàn)電路如圖2-3所示，其中R為電阻箱，用1、100、10、1四組串聯(lián)，1V、10V電壓表分別用表頭、電位器RP1和倍壓電阻串聯(lián)組成（具體參數(shù)見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一），兩個(gè)電壓表都需要與直流數(shù)字電壓表并聯(lián)，由可調(diào)恒壓源供電，調(diào)節(jié)電位器RP1校準(zhǔn)滿量程。實(shí)驗(yàn)電路中的電源用可調(diào)恒壓源，測(cè)試內(nèi)容見(jiàn)表22，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表中。表22 電壓表內(nèi)阻測(cè)量數(shù)據(jù)被測(cè)表量程（V）S閉合，調(diào)節(jié)恒壓源，使UUVU（V）S斷開(kāi)，調(diào)節(jié)電阻R，使URUVU/2（V）R（）計(jì)算RV（）1    10    3方法誤差的測(cè)量與計(jì)算實(shí)驗(yàn)電路如圖2-1所示，其中R

7、1300， R2200，電源電壓U10V（可調(diào)恒壓源，用直流電壓表10V檔量程測(cè)量R2上的電壓U2之值，并計(jì)算測(cè)量的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差，實(shí)驗(yàn)和計(jì)算數(shù)據(jù)記入表23中。表23 方法誤差的測(cè)量與計(jì)算RV計(jì)算值U2實(shí)測(cè)值U2絕對(duì)誤差DU= U2U2相對(duì)誤差DU/ U2´100%      五實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的恒壓源、恒流源均可通過(guò)粗調(diào)（分段調(diào)）波動(dòng)開(kāi)關(guān)和細(xì)調(diào)（連續(xù)調(diào)）旋鈕調(diào)節(jié)其輸出量，并由該組件上數(shù)字電壓表、數(shù)字毫安表顯示其輸出量的大小。在啟動(dòng)這二個(gè)電源時(shí)，先應(yīng)使其輸出電壓調(diào)節(jié)或電流調(diào)節(jié)旋鈕置零位，待實(shí)驗(yàn)時(shí)慢慢增大。2.恒壓源輸出不允許短路，恒流源輸出不允許開(kāi)路。3.電壓表并聯(lián)測(cè)量，電流表串入測(cè)量，并且要注意極性與量程的合理選擇。六預(yù)習(xí)與思考題1根據(jù)已知表頭的參數(shù)（1、160），計(jì)算出組成1V、10V電壓表的倍壓電阻和1mA、10mA的分流電阻。2若根據(jù)圖22和圖23已測(cè)量出電流表1mA檔和電壓表1V檔的內(nèi)阻，可否直接計(jì)算出10mA檔和10V檔的內(nèi)阻？3用量程為10A的電流表測(cè)實(shí)際值為8A電流時(shí)，儀表讀數(shù)為8.1A，求測(cè)量的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。4如圖2-4(a)、(b)為伏安法測(cè)量電阻的兩種電路，被測(cè)電阻